La geotermia e i suoi possibili sviluppi in Toscana e in Ungheria due aree dell'Unione Europea con vaste ma differenti risorse geotermiche. Le due aree si prestano a un maggior sviluppo nello sfruttamento della geotermia (sia per usi termici che di potenza) e in una stretta collaborazione in questo campo di ricerca. Presentazione della tesi di laurea del 22 luglio 2010. Lavoro svolto in collaborazione con l'istituto di geofisica di Budapest Eotvos Lorand (ELGI) e con l'utilizzo di due borse di studi : Erasmus Placement e la borsa del Ministero degli Affari Esteri italiano.

1. 1 Geothermal power generation and ground source heat pumps: study and comparison in two EU regions, Hungary and Tuscany Firenze, 22 Luglio 2010 in collaborazione con: Autore Luca Madiai Relatori Prof. Ing. Giampaolo Manfrida Dott. Ing. Daniele Fiaschi

3. Ungheria: bacino ad alta temperatura

4. Aree indicate per la generazione elettrica da geotermia e teleriscaldamentoFonte EGEC

6. Due campi geotermici:

7. Larderello (a vapore dominante)

8. Monte Amiata (ad acqua dominante)

9. Temperature massime 300-350°C

11. Gradiente termico: 5°C/100 m

12. Ad oggi non esistono impianti di potenza geotermici

13. 8000 pozzi per esplorazione o estrazione di gas naturale non più utilizzati

14. Da alcuni pozzi si può estrarre acqua calda (fino a 120-170 °C)

17. Espansione in turbina: vapore d’acqua e anidride carbonica separati ηt=0.85

18. Due condensatori a miscela: ηsep1=0.70, ηsep2=0.90

20. NDCT: naturaldraft

22. Portata re-iniettata: 31 kg/s

24. Distruzioni (ExD) e perdite (ExL) di exergia

26. Fluido geotermico: da Kujbus m[1]=11.72 kg/s e T[1]=135°C

27. Differenza di temperatura di pinchpoint: T[2] – T[7]=8°C

28. Rendimento isoentropico di turbina ηt=0.85

29. Temperatura di condensazione T[5]=40°C

30. Fluidi testati:

31. Idrocarburi: N-butane, N-pentane, Isobutane

33. 11 Risultati modello EES Tre casi: m[1]=11.72 kg/s and T[1]=135 °C m[1]=5 kg/s and T[1]=135 °C m[1]=11.72 kg/s and T[1]=90 °C Refrigeranti

38. Con SH la potenza prodotta diminuisce e il rendimento aumenta poco

40. Sonda geotermica (BHE)

41. Serbatoio di accumulo

43. Pompe di circolazione (1620 kg/s, 840 kg/s)

44. Serbatoio a stratificazione

45. Sonda verticale (180 m): HST3D (Istituto di Geofisica di Budapest)

46. Edificio mono zona

47. File meteorologico

48. Sistema di controllo: comanda le pompe di circolazione e inverte il funzionamento della pompa di calore

51. Abbassando la temperatura massima dell’acqua di riscaldamento il COP aumenta (in Budapest di circa una unità)

52. Budapest e Milano hanno un comportamento molto simile

54. A Messina il calore sottratto di inverno e aggiunto d’estate si bilanciano

55. Pisa ha un comportamento intermedio

58. Un impianto di circa 300- 400 kW con 9% di rendimento è realizzabile

60. Il modello ha dato risultati soddisfacenti in termini di COP e EER che risultano mantenersi quasi costanti nei vari scenari indagati (Budapest, Milano, Pisa e Messina)

63. Prezzi di riferimento per elettricità e gas naturale nei due paesi (fonte Eurostat 2009)

64. Prezzi speciale per GSHP: “Geotarifa” per Ungheria e BTA per Italia

65. Confronto tra temperatura max 55°C e 45°C

67. 24 Confronto analisi exergetica * ArticolodiBettagli N., Bidini G., “Larderello-Farinello-ValleSecolo geothermal area: exergy analysis of the transportation network and of the electric power plants”, DipartimentodiEnergetica, Universitàdi Firenze

69. Soprattutto nello sfruttamento delle risorse a bassa entalpia e del calore del terreno i margini di sviluppo e di crescita sono in entrambe le aree piuttosto ampi.